土壤溶解性有机碳
土壤溶解性有机碳四种测定方法的对比和转换
土壤溶解性有机碳四种测定方法的对比和转换土壤溶解性有机碳（SoilDissolvedOrganicCarbon，简称SDOC）是土壤中的一种重要的有机物质，是土壤中养分、有益微生物与其环境、生物活性之间的重要连接部分。SDOC在水土保持、生物多样性保护、抗旱胁迫等方面具有重要作用，是研究土壤质量和耕地生态系统变化的重要指标。因此，研究SDOC的测定方法及其转换关系等问题，具有重要的理论和实践意义。
目前，主要存在四种测定SDOC的方法：离子交换法、碳热平衡法、敏感电子法和紫外高效液相色谱法（HPLC）。离子交换法是SDOC 定量测定的较重要的方法，属于活性碳测定方法,该方法以SDOC及其他弱酸性有机物及部分离子、分子组成作为检测对象。碳热平衡法是根据SDOC热分解得到CO2结合碳热平衡分析仪测定 CO2浓度，由此来间接计算SDOC浓度。敏感电子法是根据SDOC的自由基反应或分子离子反应来检测的，利用这种方法可以准确灵敏的测定SDOC。HPLC 测定SDOC的方法，把SDOC制备液进行色谱分离，然后采用多普勒散射光度计进行检测，从而测得SDOC的浓度。
土壤SDOC的测定方法各有优缺点。离子交换法能够准确测定有机碳，但是受到温度影响较大，且反应时间较长。碳热平衡法不受温度影响，但是也受到地下水或者蒸发水的影响，而且其结果可能会受到类碱性材料的干扰，因此测定精度较低。敏感电子法虽然可以精确测定，但是受到电压干扰也会影响结果准确性。HPLC测定方法虽然精度比较高，但实验条件要求较高，操作复杂，另外检测的结果单位
土壤活性有机碳分组及测定方法
土壤活性有机碳分组及测定方法
每种指标的测定方法如下：
一．易氧化有机质（LOM）：
土壤与氧化剂作用后，易被氧化、不稳定的有机质称作LOM。目前常
用的氧化剂有两种：K2CrO7与KMnO4。
KMnO4氧化法:（此方法较为常用）
称取过100目筛，约含15 mg碳的土壤样品（如：有机碳含量为
15g/kg,则称取1g土壤样品）于50 mL塑料旋盖的离心管中；加入25mL，333mmol/L高锰酸钾溶液，振荡1h，然后在时速2000 rpm下离心5 min，将上清液用去离子水以1∶250稀释，在分光光度计565 nm下测定稀释样
品的吸光率，由不加土壤的空白与土壤样品的吸光率之差，计算出高锰酸
钾浓度的变化，并进而计算出氧化的碳量(氧化过程中1 mmolKMnO4-消耗0.75 mmol或9 mg碳)。
KMnO4氧化法：（此法是在测定全量有机质基础上降低某些反应条件，衍生出的测定方法）
1、水合热法：称取磨细(过0.25 mm筛)风干土1.50 g,放入500 mL
三角瓶中,准确加入0.5 mol/L K2CrO7水溶液10.0mL,轻轻转动,使土粒
分散。用量筒将20 mL浓H2SO4迅速直接注入土壤悬浊液,立即小心地转
动三角瓶,使土壤与试剂充分混匀1 min。把三角瓶放在石棉网上30 min,
然后注入水约200 mL,加3~4滴邻菲锣啉指示剂,用0.25 mol/L FeSO4标
准溶液滴定过量的K2CrO7。
2、0.1 mol/L K2CrO7—1∶3H2SO4130℃氧化法：在油浴温度为
130~140℃时将0.5 g风干土与0.1 mol/L K2CrO7）—1∶3H2SO410.0 mL
土壤有机碳分类及其研究进展1
土壤有机碳( SOC)是土壤学和环境科学研究的热点问题之一，土壤有机碳库的动态平衡直接影响着土壤肥力的保持与提高，进而影响土壤质量的优劣和作物产量的高低，因而土壤有机碳的变化最终会影响土壤乃至整个陆地生态系统的可持续性。土壤有机碳包括活性有机碳和非活性有机碳。土壤活性有机碳是指在一定的时空条件下，受环境条件影响强烈的、易氧化分解的、对植物和微生物活性影响比较高的那一部分土壤碳素。根据测定方法和有机碳组分不同,土壤活性有机碳又表述为溶解性有机碳（DOC：dissolved organic carbon）、水溶性有机碳（water-soluble organic carbon）、微生物生物量碳（MBC：Microbial biomass carbon）、轻组有机碳和易氧化有机碳，可在不同程度上反映土壤有机碳的有效性和土壤质量。
国外研究进展
国外对土壤有机碳的研究开始较早, 在20世纪60年代, 就有学者开始进行全球土壤有机碳总库存量研究。但早期对土壤有机碳库存量的估算大都是根据少数土壤剖面资料进行的。如1951年Rubey根据不同研究者发表的关于美国9个土壤剖面的有机碳含量, 推算出全球土壤有机碳库存量为710 Pg。1976年Bohn利用土壤分布图及相关土组( soil association)的有机碳含量, 估计出全球土壤有机碳库存量为2946Pg。这两个估计值成为当前对全球土壤有机碳库存量的上下限值。20世纪80年代，由于研究全球碳循环与气候、植被及人类活动等因素之间相互关系的需要,统计方法开始被应用于土壤有机碳库存量
土壤有机碳的概念
土壤有机碳的概念
一、引言
土壤是地球上最重要的自然资源之一，它是植物生长的基础，也是维持生态系统平衡的关键。土壤中含有丰富的有机物质，其中有机碳是其中最重要的组成部分之一。本文将详细介绍土壤有机碳的概念、来源、作用以及影响因素。
二、土壤有机碳的概念
土壤有机碳指的是土壤中存在于有机物质中的碳元素。它包括来自植物和动物遗体、粪便等残留物质以及微生物和根系分泌物等形成的有机质。在自然界中，土壤有机碳通常以固体形式存在于表层土壤中，但在水和气体相互作用下也会转化为溶解态或气态。
三、土壤有机碳的来源
1. 残留物质：包括植物和动物遗体、粪便等残留物质。
2. 根系分泌液：植物通过根系分泌出来的蛋白质、多糖类等化合物。
3. 微生物代谢产物：微生物通过代谢过程产生的有机物质。
4. 合成有机物质：植物通过光合作用合成的有机物质。
四、土壤有机碳的作用
1. 提供营养：土壤有机碳是植物生长的重要营养来源之一，它能够提
供植物所需的氮、磷、钾等元素。
2. 保持土壤水分：土壤中含有适量的有机碳能够提高土壤持水能力，减少水分流失。
3. 保护土壤结构：土壤中含有适量的有机碳能够增加土壤稳定性，防止侵蚀和土地退化。
4. 减缓气候变化：土壤中存在大量的有机碳，它们可以吸收大气中二氧化碳，减缓气候变化。
五、影响土壤有机碳含量的因素
1. 气候：温度和降雨对土壤中微生物代谢活动和植物生长都具有重要影响，从而影响了土壤中有机碳的积累和分解速度。
2. 土地利用方式：不同种类的农业管理方式、森林管理方式、草地管理方式等对土壤中有机碳的积累和分解速度有着显著的影响。
土壤碳分类
土壤碳分类
引言
土壤碳是指土壤中的有机碳（SOC）和无机碳（SIC）的总和。土壤碳在地球系统中扮演着重要的角色。准确地分类土壤碳可以帮助我们了解土壤健康、气候变化和可持续农业等方面的问题。本文将探讨土壤碳的不同分类方法，并介绍其应用和未来的发展方向。
一、土壤碳分类方法
1. 按来源分类
土壤碳可以根据其来源进行分类，分为植物残体碳、根系碳、土壤微生物碳和土壤有机肥碳等几类。这种分类方法主要从土壤碳的组成方面进行划分，有助于了解不同来源碳的特点和其对整体碳汇的贡献。
2. 按形态分类
土壤碳可以按照其形态进行分类，分为溶解有机碳（DOC）、可腐分解有机碳（OC）和稳定有机碳（SOC）等几类。溶解有机碳主要存在于土壤水溶液中，可腐分解有
机碳主要是指土壤中的腐殖质，而稳定有机碳则是指在土壤中存在时间较久、不易分解的有机物质。这种分类方法有助于研究土壤碳的循环和稳定性。
3. 按分布分类
土壤碳可以按照其在不同土层和土壤类型中的分布情况进行分类，分为不同的形态和含量。由于土壤碳的分布会受到土壤类型、植被类型和土地利用方式等多种因素的影响，因此按分布分类可以揭示土壤碳的空间差异和影响因素，对于土壤碳的管理和保护具有重要意义。
4. 按作用分类
土壤碳可以按照其在生态系统中的作用进行分类，分为生物碳（BC）、化学碳（CC）和物理碳（PC）等几类。生物碳主要指土壤中的生物团聚体和微生物量碳，化学碳
主要指土壤中的有机物质，物理碳主要指土壤中的有机胶体和颗粒有机碳。这种分类方法有助于了解土壤碳与土壤肥力、气候变化以及土壤水分保持等方面的关系。
土壤溶解性有机碳组分连续分级测定方法
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
83
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.29.083
土壤溶解性有机碳组分连续分级测定方法
①
臧榕 赵海超*
黄智鸿 赵海香 乔赵崇(河北北方学院 河北张家口 075000)
摘 要：有机碳是土壤中的重要组分，有机碳组分是影响土壤有机碳活性及生态效应的主要内因。为更好的揭示有机碳组分对生态环境演变的响应规律，系统的分级土壤有机碳是研究的重点。该研究为获得土壤有机碳多级浸提方法，在前人研究的基础上选择四种浸提剂，确定浸提时间，并对冀北坝上土壤进行测定。结果表明，浸提方法为：（1）水溶性有机碳，按照土水质量比1:2加入去离子水，振荡浸提12h，获得低分子量活性有机碳，占总有机碳的1.13%～3.35%；（2）热水解有机碳，残渣加入去离子水，在100℃下水浴2h，获得土壤团聚体表面吸附的有机碳等，占总有机碳2.75%～7.14%；（3）酸解有机碳，残渣加
入1mol ·L -1
的盐酸，浸提2h，获得富里酸等大分子有机碳，占总有机碳2.11%～7.15%；（4）碱解有机碳，残渣加入0.2mol ·L -1的NaOH，浸提6h，获得胡敏酸等稳定态腐殖质，占总有机碳8.17%～51.07%。浸提方法能较好反映不同溶解性有机碳组分对土地利用方式的响应。关键词：土壤 有机碳 溶解性有机碳 连续分级方法中图分类号：S153.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)10(b)-0083-05A bstract: Organic carbon is an important component in soil, and organic carbon components were the main internal factor affecting soil organic carbon activity and ecological effects. The research of the systematic classif ication of soil organic carbon can be to reveal the response laws of organic carbon components to the evolution of ecological environment. This study had obtained a multi-stage extraction method of soil organic carbon, selected four kinds of extractants based on previous studies to determine the extraction time and determined the soil organic carbon in the Weibei Dam. The results showed that the four extraction methods were followed. (1) To extract water-soluble organic carbon. The deionized water was added to soil according to the mass ratio of soil to water 1:2, and oscillated for 12 h to obtain low molecular weight active organic carbon. It accounted for 1.13%-3.35% of total organic carbon. (2) To obtain thermal hydrolysis of organic carbon. The residue was added to deionized water and heated for 2 h by water bath at 100 °C, and obtained the organic carbon adsorbed on the surface of the soil aggregate. The thermal hydrolysis of organic carbon accounted for 2.75% to 7.14% of the total organic carbon. (3) Fulvic acid and other macromolecular organic carbon (2.11-7.15%) were obtained by acidolysis of organic carbon and adding 1 mol L-1 hydrochloric acid to the residue for 2 h. (4) To obtain alkaliolytic organic carbon. The residue was added with 0.2molL-1 NaOH, and extracted for 6h to obtain stable humus such as humic acid, which accounted for 8.17~51.07% of total organic carbon. The extraction method could better ref lected the response of different dissolved organic carbon components to land use method.
土壤溶解性有机碳四种测定方法的对比和转换
土壤溶解性有机碳四种测定方法的对比和转换湿化学氧化法是最早被广泛应用于土壤DOC测定的方法之一，其原理
是通过氢氧化钠或高氯酸钾对土壤样品进行化学氧化，将有机碳转化为溶
解态的碳酸盐或无机碳，并通过滴定或浊度法确定DOC含量。这种方法操
作简单、准确度较高，但需要较长的反应时间，且操作中产生废液污染环境。
干燥化学氧化法是一种改进的DOC测定方法，它基于湿化学氧化法，
但在样品处理后通过高温干燥将含有碳酸盐或无机碳的土壤样品转化为气
态CO2，再通过气相色谱仪等仪器进行分析测定。相比湿化学氧化法，干
燥化学氧化法的操作更简便，反应时间更短，且不产生废液污染环境。但
该方法对仪器设备要求较高。
高温燃烧法是一种直接将土壤样品中的有机碳完全燃烧成CO2的方法，通过进一步净化处理，然后通过红外光谱或气体分析仪器进行测定。该方
法操作简便，灵敏度高，但需要较为复杂的净化处理过程，且对土壤样品
要求较高。
紫外光谱法是一种基于溶液中物质对紫外光的吸收特性来测定DOC的
方法。该方法利用DOC对紫外光的吸收具有明显的特征波长和吸收峰，通
过测定溶液中DOC吸光度的变化来确定其含量。紫外光谱法操作简便、准
确度高，且对土壤样品准备要求较低，但其需要根据土壤环境特征建立标
准曲线，适用性较窄。
在实际应用中，不同的DOC测定方法往往会得到略有差异的结果，因
此需要进行转换。通常情况下，湿化学氧化法和干燥化学氧化法的结果可
以较为直接地进行转换，而高温燃烧法和紫外光谱法的结果则需要通过建
立标准曲线进行转换。此外，不同方法测定的DOC结果也可进行校正，例
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤中的水溶性有机碳是土壤有机质的一个重要组成部分，对土壤的健康和生态系统的持续发展起着重要作用。水溶性有机碳（WSC）是指可以溶解在水中的有机物质，包括了有机酸、腐殖质和其他有机物质，是土壤中的重要碳库之一。近年来，对土壤水溶性有机碳进行的研究逐渐增多，其在土壤碳循环、农业生产和环境保护等方面的重要性也日益受到重视。
一、土壤水溶性有机碳的来源
土壤水溶性有机碳的来源主要包括植物残体、动物粪便、微生物代谢产物和土壤有机质分解产物等。在这些来源中，植物残体和土壤有机质分解产物所贡献的水溶性有机碳较多，它们经过水解、微生物代谢和土壤生物化学反应等过程产生水溶性有机碳，并随着土壤水分的运移而向土壤溶液中释放。外源有机物的施入、土壤通气作用和土壤侵蚀等也是土壤水溶性有机碳的重要来源。
1. 具有较高的活性
土壤水溶性有机碳具有较高的活性，易被微生物降解，对土壤微生物群落的活性和多样性具有重要影响。水溶性有机碳能够为土壤微生物提供能量和碳源，促进土壤微生物的生长和代谢活动，从而影响土壤生态系统的功能。
2. 对土壤肥力的影响
土壤水溶性有机碳是土壤养分的重要来源之一，它能够保持土壤的肥力和改善土壤结构，促进作物生长和提高作物产量。水溶性有机碳也是土壤中的重要碳源，对土壤碳储量和碳平衡起着重要作用。
3. 对土壤质地和肥力的调控作用
研究表明，土壤水溶性有机碳含量与土壤质地和肥力密切相关，土壤质地和肥力的不同会影响土壤水溶性有机碳的含量和分布。土壤中的水溶性有机碳含量较高的土壤通常具有较高的肥力和较好的土壤结构。
土壤有机碳的概念
土壤有机碳的概念
介绍
土壤有机碳是指土壤中的有机物质中的碳元素的含量。土壤有机碳是土壤中的重要组分，对于土壤的肥力、水分保持、碳循环等有着重要的影响。本文将对土壤有机碳的概念进行探讨，并深入探讨土壤有机碳对土壤环境的影响和调控方法。
形成土壤有机碳的过程
土壤有机碳的形成主要经历了以下几个过程：
1. 植物残体的分解
植物残体通过微生物的分解作用逐渐降解为有机质，释放出大量的二氧化碳。
2. 微生物的代谢作用
土壤中的微生物通过代谢作用将有机物质转化为有机酸、醇和酶等物质，进一步增加土壤有机碳含量。
3. 土壤动物的作用
土壤动物通过摄食、排泄和矿化作用，将有机物质转化为可溶性的有机碳，并释放出二氧化碳。
4. 矿化作用
土壤中的有机物质通过微生物的分解作用逐渐矿化为无机物质，如氨、硝酸盐等。这个过程中也会释放出二氧化碳。
土壤有机碳的意义和功能
土壤有机碳对土壤环境有着重要的影响和功能：
1. 肥力功能
土壤有机碳是土壤中的重要营养源，它提供了植物生长所需的氮、磷、钾等营养元素。土壤有机碳的丰富程度决定了土壤的肥力水平。
2. 水分保持功能
土壤有机碳可以增加土壤的持水能力，提高土壤的保水性能。土壤有机碳可以吸附、存储和释放水分，对于维持土壤水分平衡起着重要作用。
3. 碳循环功能
土壤有机碳在碳循环中扮演着重要的角色。它可以通过生物作用和地理化学作用，将大气中的二氧化碳通过光合作用转化为有机碳，并通过微生物的分解和矿化作用释放出二氧化碳。
调控土壤有机碳的方法
为了保护土壤环境和提高土壤质量，可以采取以下措施来调控土壤有机碳的含量：
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳是土壤中的一种重要有机物质，它对土壤的肥力、微生物活动、植物生长等起着重要的作用。研究土壤水溶性有机碳的含量、组成及其对土壤生态系统的影响，对于深入理解土壤碳循环过程、改善土壤肥力、保护生态环境具有重要的意义。本文将对土壤水溶性有机碳的研究进展及其在土壤生态系统中的重要作用进行概述。
近年来，研究者对土壤水溶性有机碳进行了深入的研究。在土壤水溶性有机碳的测定方法方面，主要采用了化学提取法和分析仪器测定法。化学提取法是利用不同浓度的酸或碱溶液对土壤进行提取，然后测定土壤提取液中的有机碳含量。而分析仪器测定法则是利用现代化的仪器设备，如紫外-可见分光光度计、荧光光度计等，对土壤水溶性有机碳进行精准检测。这些方法的应用为土壤水溶性有机碳的研究提供了有效的手段。
研究发现，土壤水溶性有机碳具有多种形式，包括低分子量的有机酸、蛋白质、多糖类物质等。这些有机物质在土壤中扮演着重要的角色，它们能够影响土壤微生物的代谢活动、土壤酶的活性以及植物的根系吸收等过程。土壤水溶性有机碳还能够调节土壤的酸碱度和离子交换能力，对土壤的团聚体稳定性和氮磷的转化也有重要的影响。
在当前全球气候变暖和土壤肥力下降的背景下，研究土壤水溶性有机碳的含量和动态变化对于促进土壤生态系统的健康发展具有重要的意义。目前对土壤水溶性有机碳的研究还存在一些不足之处。对土壤水溶性有机碳的来源、转化过程以及对土壤环境的影响机制尚不够清晰，需要进一步深入的研究。当前对土壤水溶性有机碳的测定方法仍有待提高，需要开发更加简便、快速、准确的分析技术。
土壤可溶性有机碳
土壤可溶性有机碳
中文名：可溶性有机碳；土壤溶解有机碳
定义：指在一定的时空条件下，受植物和微生物影响强烈、具有一定溶解性、在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化，其形态、空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素。其不是一种单纯的化合物，而是土壤有机碳的组成部分之一。
来源：土壤中 DOC 的来源一般可以分为两种：一种是土壤自身含有的；另一种是外部进入土壤的，例如枯枝落叶、植物残体经淋溶而带入土壤的 DOC，或者通过施用有机肥（城市污泥、家畜粪尿、人粪尿、秸秆堆肥、有机废弃物）等农事的活动进入土壤的 DOC。生物废弃物，如家禽和动物的粪尿以及污水污泥等增加了 DOC 的总量，它既可以充当DOC 的来源，也可以增强土壤有机质的溶解。
在天然水中，DOC 的浓度范围一般是 0~50 mg/L。在湿地土壤溶液中，一般为 25~50 mg/L，与森林土壤剖面淋滤水中的 DOC 含量相近。在土壤溶液中，DOC 的浓度范围通常在 0~81 mg/L之间。河水和地下水中DOC浓度一般很低，约
2~10 mg/L。
组成：
（1）亲水的酸性有机质（HPIA）。包括低分子量的及高羟基/碳比（COOH∶C）的腐殖质和非腐殖质，例如羧酸等。
（2）水的中性有机质（HPIN）。包括单糖、醇和非腐殖质结合的多糖等。
（3）亲水的碱性有机质（HPIB）。包括蛋白质等。
（4）疏水的酸性有机质（HPOA）。这一组分大致与土壤中的富里酸和胡敏酸相似。
（5）疏水的中性有机质（HPON）。主要包括碳水化合物、长链脂肪酸、烷基醇和带有少量功能团的腐殖质等。
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳研究概述
水溶性有机碳（WSOC）通常是指用水提取的、可通过0.45μm微孔的、大小和结构不同的水溶性有机物质。WSOC作为土壤中的活性组分，对涵养土壤养分、保持土壤肥力、有效化养分、微生物活性及其他土壤过程都具有重要意义；同时由于WSOC是土壤利用措施的灵敏指标，所以经常会用来反映土壤有机质质量。相关研究主要集中在WSOC的组成、吸附性、对农药和重金属的迁移及其研究技术等方面，但仍需进一步完善以下方面：（1）虽然已经出现有关利用碳稳定同位素比探究WSOC来源的研究对于WSOC的来源研究相对较少，但对于其来源研究仍然较为缺乏；（2）由于WSOC在土壤中的周转期短，难以测定，有关WSOC的周转特征研究也很少，所以仍需进一步更新完善其研究方法与技术。
标签：土壤有机质；水溶性有机碳；土壤含水率
1 引言
土壤水溶性有机物（Soil water soluble organic matter，WSOM）包含了所有含碳的有机物是陆地生态系统中一种重要的、极其活跃的化学组分，近些年来备受关注，主要包括水溶性有机碳和有机氮。其中，土壤中水溶性有机碳（water-soluble organic carbon，WSOC）含量不高但却能为植物和微生物提供生长必需的碳源，通常是指用水提取的、可通过0.45μm微孔的、大小和结构不同的水溶性有机物质。作为土壤中的活性组分，对涵养土壤养分、保持土壤肥力、有效化养分、微生物活性及其他土壤过程都具有重要意义[1]。由于WSOC是土壤利用措施的灵敏指标，所以经常会用来反映土壤有机质质量。相关研究还进一步提出WSOC在土壤总有机碳中的占比可以较好地表征土壤生物活性有机碳库的周转状况[2]。
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳是指在土壤中以水溶解形式存在的有机碳，其研究对于了解土壤碳
循环过程、评估土壤有机质含量及其对环境的影响具有重要意义。本文将对土壤水溶性有
机碳的研究进行概述。
土壤水溶性有机碳的来源多样。一方面，土壤中的植物残体、动物体碳、微生物尸体
等有机物经过生物降解作用逐渐转化为水溶性有机碳。土壤中的有机质也可在降水的作用
下溶解为水溶性有机碳。土壤水溶性有机碳的来源与土壤类型、植被类型及土壤环境条件
等因素有关。
土壤水溶性有机碳具有重要的生态学功能。它是土壤有机质的重要组成部分之一，对
于保持土壤肥力、改良土壤结构具有关键作用。土壤水溶性有机碳可以通过水分介质作为
有机质在土壤间传递的桥梁，影响土壤碳循环。土壤水溶性有机碳还可以作为植物的营养
源和微生物的碳源，对生态系统的物质循环和能量流动具有非常重要的影响。
然后，土壤水溶性有机碳的测定方法多样。传统的测定方法主要是通过干燥土壤样品，采用热水或稀酸溶解有机物，再经过适当的分离和测定进行测定。近年来，随着技术的不
断进步，液相色谱-质谱联用等分析方法正在成为测定土壤水溶性有机碳的主流方法，其
具有灵敏度高、分离效果好、操作简便等优点。
对土壤水溶性有机碳的研究存在一定的挑战。土壤水溶性有机碳的含量较低，测定方
法要求灵敏度高，对仪器设备的要求也较高。土壤水溶性有机碳的组分复杂，其中包含着
不同来源、不同结构的有机物质，对于其组分分析和对环境的功能研究存在一定的困难。
土壤水溶性有机碳的研究还需要考虑土壤水分、温度、土壤微生物等因素的影响，因此需
土壤溶解性有机碳测定方法与应用
收稿日期:2005-11-10;修订日期:2006-01-20。
基金项目:中国气象局科技专项项目和中国气象局沈阳大气环境研究所启动基金项目共同资助。
作者简介:吕国红,女,1977年生,硕士,主要从事土壤碳氮方面的研究,E 2mail :lgh7210@yahoo 1com 1cn 。通信作者:周广胜,E 2mail :zhougs @ 。
土壤溶解性有机碳测定方法与应用
吕国红1 周广胜1,2 周莉2 贾庆宇1
(11中国气象局沈阳大气环境研究所,沈阳 110016;21中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室,北京 100093)
摘 要:溶解性有机碳是土壤圈中一种非常活跃的化学物质,它对土壤中化学物质的溶解、吸附、解吸、迁移和毒性等行为均有显著的影响。在现代土壤研究中,出现了与溶解性有机碳相关的众多术语,分析方法也各有不同。从溶解性有机碳、水溶性有机碳、活性有机碳、易氧化碳、微生物量碳、可矿化碳不同术语的角度,概述了这类碳分析意义和测定方法,以期对土壤有机质应用研究起到积极作用。
关键词:溶解性有机碳;水溶性碳;活性有机碳;易氧化碳;微生物量碳;可矿化碳;测定与应用
土壤溶解性有机碳(Dissolved organic carbon ,简称DOC )指在一定的时空条件下,受植物和微生物影响强烈,具有一定溶解性,在土壤中移动比较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化,其形态、空间位置对植物、微生物来说活性比较高的那一部分土壤碳素。作为土壤有机碳最活跃的组成部分,DOC 对于调节土壤阳离子淋失、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义[1]。同时,土壤DOC 的淋溶是土壤有机碳损失的重要途径,它作为一项环境指标,对研究碳循环和环境有重要的意义[2]。
土壤溶解性有机碳测定方法与应用
土壤溶解性有机碳测定方法与应用
摘要：溶解性有机碳具有较强的活性，其能在土壤中化学物质的溶解、迁移以及吸附等多个方面的特性产生一定程度的影响。现阶段所开展的土壤研究过程中，在溶解性有机碳方面相继出现若干术语，对其开展研究所采用的方法也多种多样。基于此，本文主要对目前土壤溶解性有机碳测定方法以及其在实际当中的应用进行分析和探讨，以期为后续研究提供思路及理论指导。
关键词：溶解性有机碳；测定方法；实际应用
引言：土壤有机碳库是地球陆地生态系统中最重要的碳库之一。土壤在生态系统中扮演着“源”“汇”角色，可精准量化出陆地生态系统的水土保持、水源涵养、固碳释氧、生物多样性保育与可持续发展等功能。溶解性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）是指能通过孔径为 0.45 μm 滤膜、结构各异的有机分子统一体，主要成分为蛋白质、氨基酸、大分子腐殖质以及碳水化合物。土壤溶解性有机碳主要由于植物以及微生物产生的影响较大而使其产生了相应的溶解性，其特点主要表现在能够在土壤中快速迁移，但稳定性差，非常容易氧化以及分解。土壤DOC能够有效调节土壤中阳离子缺失以及微生物的活动，同时在土壤化学、土壤物理学以及土壤微生物学中意义重大。土壤DOC的淋溶为减少土壤有机碳含量的重要手段，其为具有关键性的环境指标，能够在碳循环以及环境研究的过程中发挥非常重要的作用。
1.
活性有机碳与易氧化性碳的测定
实际上，活性有机碳不单单为化合物，其为土壤有机碳中所含有的具备较强相似特性，也就是具有较强有效性的有机碳。多个研究者所说的活性有机碳是不一样的，但是其都能够或多或少表明有机碳所具备的有效性，反应土壤的质量。当前阶段比较常用的测定活性有机碳的方法为物理法以及化学法。目前比较通用
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳研究概述
土壤水溶性有机碳是土壤中的一个重要组分，对土壤养分的供应和生态系统功能具有重要的影响。近年来，土壤水溶性有机碳的研究受到了广泛关注。本文将对土壤水溶性有机碳的研究进行概述，包括其定义、来源、影响因素、分析方法和研究现状等方面。
一、土壤水溶性有机碳的定义
土壤水溶性有机碳是指土壤中以水为溶剂时所溶解的有机碳物质，通常是指在土壤中以水为介质提取的可溶性有机物质。它包括溶解态有机质和悬浮态有机质两部分。溶解态有机质是指在水中以溶解态存在的有机质，其含量通常以mg/L或g/kg为单位来表示；悬浮态有机质则是指在水中以悬浮态存在的有机质，其含量通常以mg/L或g/kg为单位来表示。
土壤水溶性有机碳的来源主要包括植物残体、微生物代谢产物、土壤有机质分解产物等。植物残体是指植物的根、茎、叶等部分在分解后释放出的有机物质；微生物代谢产物是指细菌、真菌等微生物在代谢过程中释放出的有机物质；土壤有机质分解产物是指土壤中有机质分解而产生的有机物质。
土壤水溶性有机碳的含量受到多种因素的影响，主要包括土壤pH值、土壤类型、植被类型、土壤湿度、土壤温度等因素。土壤pH值是影响土壤水溶性有机碳含量的重要因素，通常情况下，土壤pH值越低，土壤水溶性有机碳含量越高；土壤类型和植被类型也会对土壤水溶性有机碳的含量产生影响，不同的土壤类型和植被类型会导致土壤水溶性有机碳含量的差异；土壤湿度和土壤温度则会影响土壤中微生物的活动，进而影响土壤水溶性有机碳的含量。
目前，常用的土壤水溶性有机碳的分析方法包括紫外-可见分光光度法、高效液相色谱法、热蒸汽气相色谱法等。紫外-可见分光光度法是通过测量土壤水溶液中有机物质的吸光度来确定土壤水溶性有机碳的含量，它简便、快速、准确，是目前常用的土壤水溶性有机碳分析方法之一；高效液相色谱法则是通过色谱仪分离和检测土壤水溶液中的有机物质，进而确定土壤水溶性有机碳的含量；热蒸汽气相色谱法则是通过将土壤水溶液中的有机物质转化为气态，然后用气相色谱仪分离和检测有机物质，进而确定土壤水溶性有机碳的含量。
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约旦水资源部秘书长：海水淡化是一个解决方案
2012-03-18
约旦水资源部秘书长认为，海水淡化是约旦必须采取的解决方案，采用这一方案可以补充水资源缺口，解决复杂的跨界水资源、缺少资金、政策的和能力建设等问题。
约旦是全球第四个最为缺水的国家，人均占有水资源量最低。
来源：中国水利网站 2012年3月18日
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1.1真空冷冻原理
海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡的一个特殊点。若压力或温度偏离该三相点，平衡被破坏，三相会自动趋于一相或两相。真空冷冻法海水淡化正是利用海水的三相点原理，以水自身为制冷剂，使海水同时蒸发与结冰，冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方法。与蒸馏法、膜法相比，能耗低，腐蚀、结垢轻，预处理简单，设备投资小，并可处理高含盐量的海水，是一种较理想的海水淡化法［!］。国外早在20世纪60年代就已开始研究，但目前为止尚没有商业化，主要原因在于过程中产生的三相点蒸汽难以去除和冰晶的输送、洗涤较难。华东理工大学研究开发的真空冻-汽相冷凝海水淡化技术采用低温金属表面，使三相点蒸汽直接冷凝成冰的方法，成功的解决了蒸汽的去除问题，并在实验室完成了小型试验装置。真空冷冻-汽相冷凝海水淡化技术工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤，淡化水产品可达到国家饮用水标准。
1.2工艺研究
1.2.1脱气
由于海水中溶有的不凝性气体在低压条件下将几乎全部释放,且又不会在冷凝器内冷凝。这将升高系统的压力，使蒸发结晶器内压力高于二相点压力，破坏操作的进行。显然减压脱气法适合本系统。
1.2.2预冷
海水脱气后可与蒸发结晶器内排出的浓盐水和淡化水产生热交换，预冷至海水的冰点附近。
1.2.3温度和压力
它们是影响海水蒸发与结冰速率的主要因素。
1.2.4冰-盐水是一固液系统
普通的分离方法均可使冰-盐水得到分离，但分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。
1.2.5蒸汽冷凝
在蒸发结晶器内，除海水析出冰晶以外，还将产生大量的蒸汽，这些蒸汽必须及时移走，才能使海水不断蒸发与结冰。
2蒸馏法海水淡化及其特点
2.1蒸馏法原理
把海水加热使之沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝成淡水的过程即为蒸馏法。蒸馏法是最早采用的淡化法，其优点是结构简单、操作容易，所得淡水水质好等。蒸馏法有很多种，如多效蒸发、多级闪蒸、压气蒸馏、膜蒸馏等。
2.2蒸馏法特点
多效蒸发是一种较早应用的海水淡化法，由于结垢和腐蚀等问题，后被多级闪蒸法所取代。
2.2.1多级闪蒸
多级闪蒸是一种在20世纪50年代发展起来的海水淡化法，其原理是海水经过预热后，进入闪蒸室，该闪蒸室的压力低于将要进入的盐水所对应的饱和蒸汽压力，盐水进入后即因过热而进行闪蒸。闪蒸出的蒸汽冷凝后即为淡水。由于它的安全可靠，因此发展迅速，中东许多产油国所建的海水淡化工厂，大多采用多级闪蒸法，并且与发电厂结合。如阿联酋建造了世界上最大的多级闪蒸海水淡化厂，就是与发电厂联合生［2］。
2.2.2压汽蒸馏
利用机械压缩机把蒸汽压缩、升压和升温（温度升高10℃左右），并作为加热和使海水蒸发的热源，因此压汽蒸馏在运行后不需外部提供加热蒸汽，靠机械能转化为热能，过程效率高、比能耗低，而且过程不需冷却水，结构紧凑，但压汽机造价较高，容易腐蚀、结垢难于进一步大型化。
2.2.3膜蒸馏
热海水接触憎水微孔膜，由于膜另一侧温度较低，相应的饱和蒸汽压亦低，膜面上的海水蒸发并透过膜的微孔到低压侧并在冷凝面凝结为纯度较高的淡水。膜只起到汽水分离器和增加蒸发面积的作用。
3电渗析
电渗析是利用具有选择透过性的离子交换膜在外加直流电场的作用下，使水中的离子定向迁移，并有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达到溶质和溶剂分离的过程。电渗析主要有频繁倒机电渗析（EDR）、填充离子交换树脂电渗析，电渗析过程对不带电荷的物质如有机物、胶体、细菌、悬浮物等无脱除能力。因此电渗析用于淡化制备饮用水不是最理想的方法。
4海水反渗透淡化
反渗透海水淡化是一种以压力为驱动力的膜分离过程，是当今海水淡化领域研究、开发的热点［3］。
4.1国际反渗透淡化技术发展现状
目前反渗透膜的脱盐率高于99.3，透水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力不断提高。反渗透海水淡化的技术进步表现在如下方面：
4.1.1反渗透膜的性能明显提高
目前的反渗透复合膜系采用芳香族聚胺的材料，特征水通量是1978年的2倍，盐的透过率大约是1978年的四分之一。
4.1.2功交换器的研制成功
一种新型能量回收装置已经成功地用于海水反渗透淡化系统上，这种交换器是1998年反渗透海水淡化技术的一个新里程碑。
4.1.3段间能量回收透平的成功应用
段间能量回收透平适合于盐含量较低的海水淡化系统，它可以增加系统的产水量或降低系统的能量消耗。
4.1.4微滤技术用于海水预处理［4］
采用微滤（或超滤）作为海水反渗透的预处理，不需加入絮凝剂、杀菌剂和余氯脱除剂等化学药品同时也省去了保安过滤器，此技术由于改进了进水水质，不仅延长了反渗透膜的使用寿命，而且有助于
提高系统的回收率、降低运行费用。
4.1.5纳滤技术在预处理中的应用［5］
沙特阿拉伯的SWCC,成功地开发出纳滤（NF）作为海水的预处理技术，用于脱除硬度和总溶解固体，从而提高海水反渗透的操作压力和系统的回收率，保证膜组件的运行安全。
4.1.6淡化成本的明显下降
由于膜的性能不断提高，高压泵和能量回收装置的性能持续进步，各种预处理新工艺的不断提出，促使设备的运行管理更为简单；更由于国际市场一体化的倾向，加大了海水淡化工程公司之间的竞争，使得设备的投资费用不断降低，从而使反渗透海水淡化的造水成本不断下降。
4.2国内反渗透海水淡化工程
据初步估计，国内运转产水量大于100m3／d的反渗透淡化装置总数量不少于500台。用于海水淡化的有浙江省山镇的500m3／d的反渗透淡化工程、浙江省泗县马迹山的350m3／d的反渗透淡化工程、以及辽宁省长海县的1000m3／d的反渗透淡化工程等。
目前，国内海水所用反渗透复合膜均从国外进口，国产反渗透膜与国外产品还存在一定的差距。反渗透膜是海水淡化的核心，其国产化与产业化若不能解决，势必影响我国此领域将来的发展。淡化技术的关键在于反渗透膜具有较大的透水性和脱盐率，目前在海水淡化中使用的反渗透膜主要有醋酸纤维素系列膜（CA）和聚酰胺系列膜（PS）。它们均由有机高分子构成，虽然具有制作工艺简单、成本低等优点，但应用于海水淡化领域也存在着一些不足，如化学稳定性差、机械强度低等。这些缺陷限制了反渗透法处理海水技术的实用化和产业化。无机材料本身性能的优势，使得无机膜替代有机膜应用在这方面成为可能。预计反渗透技术将是21世纪海水淡化的主要方法，专家普遍认为反渗透海水淡化具有投资费省、能耗低等优点。
5结语
地球上的淡水资源危机今后将愈加严重，而海水淡化是解决水问题的唯一途径。海水淡化的成本是人们最关心的问题，鉴于自来水价格很低，因此淡化成本就不能太高。淡化水的成本是个很复杂的问题，它不仅与淡化方法有关，而且与工艺设计、选材、给水和淡化的水质、比能耗、地理、当地能源价格、投资来源、管理体制有密切关系。比较各种淡化方法，
反渗透淡化法的投资费和运行费都是低的。预计反渗透技术将是21世纪海水淡化的主要方法